FUSIBLES SIN RETARDO DE TIEMPO

El componente básico de un fusible sin retardo de tiempo es el eslabón. Dependiendo del amperaje, el fusible de un solo elemento puede tener uno o más eslabones. Ellos están conectados eléctricamente a las cuchillas en sus puntas (o casquillos) (ver IMAGEN 1) y encerrado en un tubo o cartucho rodeado por un material de relleno resistente al arco. En funcionamiento normal, cuando el fusible está operando en o cerca de su amperaje nominal, funciona simplemente como un conductor. Sin embargo, como se ilustra en la IMAGEN 2, si una corriente de sobrecarga se produce y persiste durante más de un breve intervalo de tiempo, la temperatura del enlace alcanza eventualmente un nivel que hace que un segmento del enlace se funda. Como resultado, se abre el eslabón y se forma un arco eléctrico (IMAGEN 3). Sin embargo, como el arco hace que el metal del eslabón se queme, la brecha se vuelve progresivamente más grande. La resistencia eléctrica del arco eventualmente llega a un nivel tan alto que el arco no se puede sostener y se extingue. En ese momento, el fusible habrá cortado completamente el flujo de corriente en el circuito. La supresión del arco se acelera por el material de relleno.

Los fusibles de un solo elemento de diseño hoy en día tienen una muy alta velocidad de respuesta a las sobrecargas. Proporcionan una excelente protección de los componentes contra cortocircuito. Sin embargo, las sobrecargas temporales o las corriente de sobrecarga puede causar daños a menos que las aberturas estos fusibles sean de gran tamaño. Por esta razón, son más utilizados en los circuitos que no están sujetos a fuertes corrientes transitorias y sobrecargas temporales de los circuitos con cargas inductivas tales como motores, transformadores, solenoides, etc. Mientras que una corriente de sobrecarga normalmente cae entre uno y seis veces normales actuales, las corrientes de cortocircuito son bastante altos. Los fusibles puede ser sometidos a corrientes de cortocircuito de 30,000 o 40,000 amperios o más. La respuesta de los fusibles limitadores de corriente de tales corrientes es extremadamente rápida. IMAGEN 4 muestra un fusible abierto después de un cortocircuito.

DIEZ RAZONES PARA UTILIZAR FUSIBLES LIMITADORES DE CORRIENTE

DIEZ RAZONES PARA UTILIZAR FUSIBLES LIMITADORES DE CORRIENTE

Si un dispositivo de protección corta la corriente de corto circuito en menos de medio ciclo, antes de que alcance su valor totalmente disponible (y altamente destructivo), el dispositivo es un "limitador de corriente". La mayoría de los fusibles modernos son limitadores de corriente. Limitan la corriente de falla a valores tan bajos que dan una protección de alto grado a los componentes del circuito contra altas corrientes de corto circuito. Permiten la utilización de interruptores automáticos con capacidad de interrupción mas bajos. Permiten reducir la capacidad de las estructuras de las barras de bus. Minimizan la necesidad de otros componentes que tengan valores de manejo de corriente de corto circuito altas. Si no están limitadas, las corrientes de corto circuito pueden alcanzar niveles de 30,000 o 40,000 amperes o mayores en el primer ciclo (0.008 segundos, 60 Htz.) después de la iniciación de un corto circuito. El calor que se puede producir en los componentes del circuito por la energía de las corrientes de corto circuito, puede causar severos daños al aislamiento y aún explosión. Al mismo tiempo, se desarrollan grandes fuerzas magnéticas entre los conductores que pueden romper los aislantes y destruir las estructuras. Por esto, es importante que un dispositivo de protección limite las corrientes de falla antes de que puedan causar daños mas graves.

En general, estas son las razones para utilizar fusibles limitadores de corriente:

1. Confianza: no contienen partes móviles que sufran contaminación por polvo, aceite o corrosión.
2. La velocidad de respuesta del fusible no disminuye al aumentar la edad de este. En otras palabras, la habilidad para proporcionar protección no es afectada de manera adversa con el pasar del tiempo.
3. Mínimo mantenimiento: los fusibles no requieren recalibración periódica, como lo necesitan los equipos electromecánicos de protección de sobrecorriente.
4. Protección de componentes: la acción limitadora de corriente de un fusible minimiza o elimina algún probable daño a los componentes.
5. Las normas UL especifican máximos tolerables para fusible a valores en Ip y I"t.
6. Selectividad: los fusible pueden coordinarse para proveer selectividad sin comprometer la protección de corto circuito.
7. Características nominales de alta interrupción. Tu no pagas una prima por una alta capacidad interruptiva. La mayoría de los fusibles de este tipo tienen una característica nominal interruptiva de 200,000 amperes.
8. Costo efectivo: los fusibles son generalmente el costo mas efectivo de proveer protección de sobrecorriente. Esto es especialmente cierto donde existen fallas con valores de corriente altas o también componentes pequeños que requieren protección.
9. Equipos con bajos valores de interrupción mucha veces son obsoletos por incrementos de los valores de corriente de falla disponibles. Se requieren sistemas caros para renovar y mantener la seguridad del sistema.
10. Seguridad: equipos de protección de sobrecorriente que se operan, muchas veces se reponen (reset) sin una previa averiguación de la causa de la apertura. Los aparatos electromecánicos que tienen apertura a fallas de corriente de valores altos, muchas veces no pueden reservar capacidad de apertura de una 2da. o 3ra. falla. Cuando un fusible se abre y este es reemplazado por otro, se vuelve a abrir y es reemplazado de nuevo. Por esto, la protección no es degradada por las fallas previas.

En esta gráfica se ve la zona en donde abre el circuito el fusible limitador de corriente (zona verde). Los dispositivos que no son limitadores de corrientes normalmente abren el circuito al 1.5 ciclos, para esto, dejaron pasar una alta corriente derivándose en un daño irreversible para el componente.

Ventajas del fusible limitador de corriente

¿PORQUE UTILIZAR FUSIBLES?

¿PORQUE UTILIZAR FUSIBLES?

La mayoría de los Ingenieros eléctricos y de la población en general está consiente de la existencia del fusible y la impresión que se tiene es que es un dispositivo simple en todos sus aspectos. Aunque es cierto que su construcción no es compleja, los fusibles deben ser diseñados y fabricados con gran cuidado para asegurar que en circunstancias dadas actúe de manera exacta y completamente predecible. Los fusibles han sido producidos por más de 100 años y hay gran número de ellos que son ampliamente utilizados en el mundo. Ellos desarrollan la vital característica de proteger los equipos y redes eléctricas, y aseguran que los efectos de las fallas, que ocurren de manera inevitable, sean limitados y que la continuidad del servicio de energía a los usuarios sea mantenida.

Fusibles

Debido al gran desarrollo de la tecnología, las corrientes de corto circuito disponibles son mas grandes en los sistemas de potencia modernos, lo que ha hecho que la industria eléctrica haya sido forzada a desarrollar mejores medios de protección contra los costosos daños. Esto también ha motivado el desarrollo de análisis exactos de corto circuito y ha originado la necesidad de rangos de operación del fusibles mas rápidos. La economía también entra en escena, ya que combinar una alta capacidad de interrupción con rápida operación, es costoso. Por esto, diseñadores e ingenieros eléctricos hoy en día, deben estar familiarizados con las características del fusible, para que provea el grado de protección que se necesita al punto de aplicación.

VENTAJAS:

1) Son seguros. Los fusibles modernos tienen una alta capacidad de interrupción y pueden operar con altas corrientes sin ruptura.

2) Utilizados adecuadamente, previenen apagones: solamente el fusible mas cercano a la falla se abre sin que los fusibles anteriores resulten afectados (garantizan coordinación selectiva).

3) Los fusibles garantizan una protección óptima de componentes, manteniendo, las corrientes de falla a un valor bajo (los fusibles limitadores de corriente).

4) No requieren mantenimiento, ajustes o pruebas como los interruptores.

5) Costo. En protección contra altas corrientes de corto circuito y bajo las mismas características de diseño, un equipo fusible tiene un costo mas bajo que los interruptores.

6) En caso de una falla o daño, es mas barato cambiar fusibles que interruptores.

DESVENTAJAS:

1) En caso de una falla dentro de los valores permisibles, el interruptor se necesita solamente reestablecer y el fusible necesita cambio.

2) Al momento de realizar un cambio de fusible, puede que el técnico instale uno que no sea el adecuado, y esto podría provocar accidentes.

3) Para proteger motores contra pérdida de fase, el fusible deberá estar bien diseñado para que abran los otros dos fusibles por sobrecorriente, y el motor trabajando a su corriente nominal.